一种物镜曝光焦面的检测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种物镜曝光焦面的检测方法及装置，包括：确定基准板在可移动工作台的多个垂向位置下的成像数据，每个垂向位置下的成像数据通过以下方式获得：控制可移动工作台到达一垂向位置，控制对准系统开启，捕捉基准板标记经由物镜在掩模版上所形成的成像数据；根据各垂向位置下的成像数据，确定每个垂向位置的成像评价值；根据最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标垂向位置，确定物镜对准焦面所在位置，根据物镜对准焦面所在位置以及物镜对准焦面与物镜曝光焦面之间的固定偏置值，确定物镜曝光焦面所在位置。本申请通过获取物镜对准焦面及固定偏差值确定物镜曝光焦面，提高对物镜曝光焦面位置的检测速度。高对物镜曝光焦面位置的检测速度。高对物镜曝光焦面位置的检测速度。

【技术实现步骤摘要】
一种物镜曝光焦面的检测方法及装置


[0001]本申请涉及半导体集成电路制造
，尤其涉及一种物镜曝光焦面的检测方法及装置。

技术介绍

[0002]当前大部分半导体曝光工艺设备在测量物镜曝光焦面所在位置时，最通用的方法是通过设置不同高度和倾斜位置进行曝光，显影并检测曝光图形的质量来确定物镜曝光焦面相对精确的位置，但该种方式需要曝光并进行显影的过程，步骤繁琐，耗时长，仅适用于离线检测，影响生产效率。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种物镜曝光焦面的检测方法及装置，本申请通过基准板标记在可移动工作台的多个垂向位置下的成像数据确定物镜对准焦面，提高对物镜对准焦面位置的检测速度。
[0004]本申请主要包括以下几个方面：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种物镜曝光焦面的检测方法，检测方法包括：确定基准板在可移动工作台的多个垂向位置下的成像数据，基准板布置在可移动工作台上，每个垂向位置下的成像数据通过以下方式获得：控制可移动工作台到达一垂向位置，控制对准系统开启，以使对准系统发射的对准光线经由掩模版以及物镜入射到基准板上的基准板标记，通过对准系统捕捉基准板标记经由物镜在掩模版上所形成的成像数据；针对每个垂向位置，根据该垂向位置下的成像数据，确定该垂向位置的成像评价值；根据最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标垂向位置，确定物镜对准焦面所在位置，根据物镜对准焦面所在位置以及物镜对准焦面与物镜曝光焦面之间的固定偏置值，确定物镜曝光焦面所在位置。
[0006]在一种可能的实施方式中，对准系统包括第一对准系统，第一对准系统包括第一对准光源、第一分光板、第一镜头、第一感光元件以及第一反光棱角，第一对准光源垂直设置于第一分光板上方，以使第一对准光源发出的对准光线能垂直入射到第一分光板的中心位置，第一反光棱角设置在第一分光板的一侧，第一镜头和第一感光元件依次设置在第一分光板的另一侧，掩模版上设置有与第一对准系统对应的第一掩膜对准标记，成像数据包括与第一掩膜对准标记对应的第一成像数据，其中，通过以下方式确定每个垂向位置下的第一成像数据：控制第一对准光源开启，以使第一对准光源发出的对准光线经过第一分光板拆分得到对准光线反射至第一反光棱角，并通过第一反光棱角的再次反射将对准光线通过第一掩膜对准标记以及物镜入射到基准板上的基准板标记，通过第一镜头捕捉基准板标记经由物镜在掩模版上所形成的投影，通过第一感光元件获取投影对应的第一成像数据。
[0007]在一种可能的实施方式中，掩模版上设置有第一掩膜对准标记和第二掩膜对准标记，成像数据包括第一对准光线经由第一掩膜对准标记所形成的第一成像数据和第二对准
光线经由第二掩膜对准标记所形成的第二成像数据，目标垂向位置包括基于第一成像数据所确定的与第一掩膜对准标记对应的目标第一垂向位置和基于第二成像数据所确定的与第二掩膜对准标记对应的目标第二垂向位置，其中，根据最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标垂向位置，确定物镜对准焦面所在位置的步骤包括：确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第一成像数据时，可移动工作台的第一水平位置；确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第二成像数据时，可移动工作台的第二水平位置；根据各最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标第一垂向位置、目标第二垂向位置、第一水平位置、第二水平位置，确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值；根据物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值，确定物镜对准焦面所在位置。
[0008]在一种可能的实施方式中，对准系统包括两个第一对准系统，两个第一对准系统分别设置于物镜光轴的两侧，第一成像数据为一个第一对准系统所发射的第一对准光线经由第一掩膜对准标记所形成的成像数据，第二成像数据为另一个第一对准系统所发射的第二对准光线经由第二掩膜对准标记所形成的成像数据。
[0009]在一种可能的实施方式中，物镜对准焦面的方向倾斜值包括物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值，第一水平位置包括可移动工作台在第二预设方向上的第一坐标值，第二水平位置包括可移动工作台在第二预设方向上的第二坐标值，其中，通过以下公式确定物镜对准焦面的定位高度值：
[0010][0011]在该公式中，Z
AL
表示物镜对准焦面的定位高度值，Z1表示目标第一垂向位置，Z2表示目标第二垂向位置，x1表示可移动工作台在第二预设方向上的第一坐标值，x2表示可移动工作台在第二预设方向上的第二坐标值；
[0012]其中，通过以下公式确定物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值R
yAL
：
[0013][0014]或者，物镜对准焦面的方向倾斜值包括物镜对准焦面在第二预设方向上的第二倾斜值，第一水平位置包括可移动工作台在第一预设方向上的第三坐标值，第二水平位置包括可移动工作台在第一预设方向上的第四坐标值，
[0015]其中，通过以下公式确定物镜对准焦面的定位高度值：
[0016][0017]在该公式中，y1表示可移动工作台在第一预设方向上的第三坐标值，y2表示可移动工作台在第一预设方向上的第四坐标值；
[0018]其中，通过以下公式确定物镜对准焦面在第二预设方向上的第二倾斜值R
xAL
：
[0019][0020]在一种可能的实施方式中，对准系统包括第二对准系统，第二对准系统包括第二对准光源、第一可移动挡板、第二可移动挡板、第二分光板、第三分光板、第四分光板、第二
反光棱角、第三反光棱角、第二镜头、第二感光元件，第二对准光源垂直设置于第二分光板上方，以使第二对准光源发出的对准光线能垂直入射到第二分光板的中心位置，第二反光棱角设置在第二分光板的一侧，用于接收对准光线经过第二分光板拆分得到的一路对准光线，第一可移动挡板设置在第二反光棱角和第二分光板之间，用于屏蔽或释放对准光线经过第二分光板拆分得到的一路对准光线，第三分光板与第二分光板平行设置，用于接收对准光线经过第二分光板拆分得到的另一路对准光线，对准光线经过第二分光板拆分得到的入射至第二反光棱角的一路对准光线与入射至第三分光板的另一路对准光线的振幅相同且相互垂直，第二分光板设置于第三分光板和第二对准光源之间，第三反光棱角布置于第二掩膜对准标记上方，第三反光棱角用于接收第四分光板反射的另一路对准光线，第二可移动挡板设置在第三分光板与第四分光板之间，用于屏蔽或释放第三分光板反射的另一路对准光线，第二镜头和第二感光元件依次设置在第二分光板的另一侧。
[0021]在一种可能的实施方式中，对准系统包括第二对准系统和至少一个第一对准系统，掩模版上还设置有第三掩膜对准标记，成像数据还包括第三对准光线经由第三掩膜对准标记所形成的第三成像数据，目标垂向位置还包括基于第三成像数据所确定的与第三掩膜对准标记对应的目标第三垂向位置，其中，通过以下方式确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值：确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第三成像数据时，可移动工作台的第三水平位置；根据各最高成像评价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物镜曝光焦面的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：确定基准板在可移动工作台的多个垂向位置下的成像数据，所述基准板布置在可移动工作台上，每个垂向位置下的成像数据通过以下方式获得：控制可移动工作台到达一垂向位置，控制对准系统开启，以使所述对准系统发射的对准光线经由掩模版以及物镜入射到基准板上的基准板标记，通过所述对准系统捕捉所述基准板标记经由物镜在所述掩模版上所形成的成像数据；针对每个垂向位置，根据该垂向位置下的成像数据，确定该垂向位置的成像评价值；根据最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标垂向位置，确定物镜对准焦面所在位置；根据物镜对准焦面所在位置以及物镜对准焦面与物镜曝光焦面之间的固定偏置值，确定物镜曝光焦面所在位置。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对准系统包括第一对准系统，所述第一对准系统包括第一对准光源、第一分光板、第一镜头、第一感光元件以及第一反光棱角，所述第一对准光源垂直设置于第一分光板上方，以使第一对准光源发出的对准光线能垂直入射到第一分光板的中心位置，第一反光棱角设置在第一分光板的一侧，所述第一镜头和第一感光元件依次设置在第一分光板的另一侧，所述掩模版上设置有与所述第一对准系统对应的第一掩膜对准标记，所述成像数据包括与第一掩膜对准标记对应的第一成像数据，其中，通过以下方式确定每个垂向位置下的第一成像数据：控制所述第一对准光源开启，以使第一对准光源发出的对准光线经过第一分光板拆分得到对准光线反射至第一反光棱角，并通过第一反光棱角的再次反射将对准光线通过第一掩膜对准标记以及物镜入射到所述基准板上的基准板标记，通过所述第一镜头捕捉所述基准板标记经由物镜在所述掩模版上所形成的投影，通过所述第一感光元件获取所述投影对应的第一成像数据。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述掩模版上设置有第一掩膜对准标记和第二掩膜对准标记，所述成像数据包括第一对准光线经由第一掩膜对准标记所形成的第一成像数据和第二对准光线经由第二掩膜对准标记所形成的第二成像数据，所述目标垂向位置包括基于第一成像数据所确定的与第一掩膜对准标记对应的目标第一垂向位置和基于第二成像数据所确定的与第二掩膜对准标记对应的目标第二垂向位置，其中，根据最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标垂向位置，确定物镜对准焦面所在位置的步骤包括：确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第一成像数据时，所述可移动工作台的第一水平位置；确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第二成像数据时，所述可移动工作台的第二水平位置；根据各最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标第一垂向位置、目标第二垂向位置、第一水平位置、第二水平位置，确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值；根据物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值，确定物镜对准焦面所在位置。4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述对准系统包括两个第一对准系
统，两个第一对准系统分别设置于物镜光轴的两侧，第一成像数据为一个第一对准系统所发射的第一对准光线经由第一掩膜对准标记所形成的成像数据，第二成像数据为另一个第一对准系统所发射的第二对准光线经由第二掩膜对准标记所形成的成像数据。5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述物镜对准焦面的方向倾斜值包括物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值，第一水平位置包括可移动工作台在第二预设方向上的第一坐标值，第二水平位置包括可移动工作台在第二预设方向上的第二坐标值，其中，通过以下公式确定物镜对准焦面的定位高度值：在该公式中，Z
AL
表示物镜对准焦面的定位高度值，Z1表示目标第一垂向位置，Z2表示目标第二垂向位置，x1表示所述可移动工作台在第二预设方向上的第一坐标值，x2表示所述可移动工作台在第二预设方向上的第二坐标值；其中，通过以下公式确定物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值R
yAL
：或者，所述物镜对准焦面的方向倾斜值包括物镜对准焦面在第二预设方向上的第二倾斜值，第一水平位置包括可移动工作台在第一预设方向上的第三坐标值，第二水平位置包括可移动工作台在第一预设方向上的第四坐标值，其中，通过以下公式确定物镜对准焦面的定位高度值：在该公式中，y1表示所述可移动工作台在第一预设方向上的第三坐标值，y2表示所述可移动工作台在第一预设方向上的第四坐标值；其中，通过以下公式确定物镜对准焦面在第二预设方向上的第二倾斜值R
xAL
：6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述对准系统包括第二对准系统，第二对准系统包括第二对准光源、第一可移动挡板、第二可移动挡板、第二分光板、第三分光板、第四分光板、第二反光棱角、第三反光棱角、第二镜头、第二感光元件，所述第二对准光源垂直设置于第二分光板上方，以使第二对准光源发出的对准光线能垂直入射到第二分光板的中心位置，第二反光棱角设置在第二分光板的一侧，用于接收对准光线经过第二分光板拆分得到的一路对准光线，所述第一可移动挡板设置在第二反光棱角和第二分光板之间，用于屏蔽或释放对准光线经过第二分光板拆分得到的一路对准光线，第三分光板与第二分光板平行设置，用于接收对准光线经过第二分光板拆分得到的另一路对准光线，对准光线经过第二分光板拆分得到的入射至第二反光棱角的一路对准光线与入射至第三分光板的另一路对准光线的振幅相同且相互垂直，第二分光板设置于第三分
光板和第二对准光源之间，第三反光棱角布置于第二掩膜对准标记上方，第三反光棱角用于接收第四分光板反射的另一路对准光线，第二可移动挡板设置在所述第三分光板与所述第四分光板之间，用于屏蔽或释放所述第三分光板反射的另一路对准光线，所述第二镜头和第二感光元件依次设置在第二分光板的另一侧。7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述对准系统包括第二对准系统和至少一个第一对准系统，所述掩模版上还设置有第三掩膜对准标记，所述成像数据还包括第三对准光线经由第三掩膜对准标记所形成的第三成像数据，所述目标垂向位置还包括基于第三成像数据所确定的与第三掩膜对准标记对应的目标第三垂向位置，其中，通过以下方式确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值：确定在获得最高成像评价值或最低成像评价值的第三成像数据时，所述可移动工作台的第三水平位置；根据各最高成像评价值或最低成像评价值对应的目标第一垂向位置、目标第二垂向位置、目标第三垂向位置、第一水平位置、第二水平位置、第三水平位置，确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值。8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述物镜对准焦面的方向倾斜值包括物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值和在第二预设方向上的第二倾斜值，其中，通过以下公式确定物镜对准焦面的定位高度值和方向倾斜值：在该公式中，x
11
、y
11
表示与目标第一垂向位置对应的所述可移动工作台分别在第二预设方向上和第一预设方向上的坐标值，x
21
、y
21
表示与目标第二垂向位置对应的所述可移动工作台分别在第二预设方向上和第一预设方向上的坐标值，x
31
、y
31
表示与目标第三垂向位置对应的所述可移动工作台分别在第二预设方向上和第一预设方向上的坐标值，
‑
R
yAL
表示物镜对准焦面在第一预设方向上的第一倾斜值，R
xAL
表示物镜对准焦面在第二预设方向上的第二倾斜值，Z
AL
表示物镜对准焦面的定位高度值，Z
11
、Z
21
、Z
31
分别表示目标第一垂向位置、目标第二垂向位置、目标第三垂向位置。9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述对准系统包括一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王镇辉，付纯鹤，高荣荣，魏祥英，苏鹏方，
申请(专利权)人：北京半导体专用设备研究所中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：